70%的市場解耦應用賬戶,如上所述,多層陶瓷電容器安排在微處理器,DSP,微型計算機,FPGA或其他半導體器件周圍,以支持這些器件的正常運行。用于電子設備的多層陶瓷電容器的數量是巨大的。例如,在筆記本電腦中使用大約730個單元,在移動電話中可以找到大約230個單元,而數字電視和汽車導航系統都使用大約1,000個單元(表1)。
多層陶瓷電容器有兩個主要作用。首先,它們支持半導體器件的電源。通常,半導體器件所需的電流根據操作條件而顯著變化。在某些情況下,可能突然需要大量的電力。位于相對遠離半導體器件的電源電路(DC-DC轉換器等)將不能快速響應突然的負載變化。為了解決這個問題,電力存儲在靠近半導體器件安裝并從那里供電的電容器中(圖1)。
多個去耦電容器安裝在半導體器件周圍。這些電容起著兩個作用。一種是為半導體器件供電。另一種是將噪聲分量分流到電源/接地層。注意,三種類型的電容器主要用于去耦。它們是鉭電解電容器,高電容多層陶瓷電容器和多層陶瓷電容器,具有極低的等效串聯電感(ESL)。
多層陶瓷電容器的另一個功能是消除可能引起電磁干擾(EMI)的噪聲分量。從某種意義上說,它充當過濾器。通過利用多層陶瓷電容器的小的高頻阻抗,只有高頻噪聲分量可以分流到電源/接地層。
通常,具有前一功能的電容器稱為去耦電容器,而具有后者功能的電容器稱為旁路電容器。現在,通過引入高電容多層陶瓷電容器可以同時實現這兩種功能。
去耦和旁路后第二個最普遍的應用是布置在DC-DC轉換器輸出端的平滑濾波器。最初,鋁和鉭電解電容器已被用于此目的。然而,從20世紀90年代末開始,多層陶瓷電容器開始使用,以減小電子設備的尺寸和厚度。
這主要是由于功率半導體器件制造商的努力,多層陶瓷電容器現在可用于這種平滑濾波器功能。用作平滑濾波器的電容器構成DC-DC轉換器的反饋控制回路的一部分。因此,如果等效串聯電阻(ESR)太低,則控制回路的相位裕度減小,導致DC-DC轉換器不以穩定的方式操作。
同時,電子制造商對更小更薄的DC-DC轉換器有強烈需求。為了滿足這種需求,功率半導體器件制造商通過改進DC-DC轉換器IC中的控制電路使得可以使用多層陶瓷電容器。大約2000年,功率半導體器件制造商開始向電子制造商銷售新的DC-DC轉換器IC,使得多層陶瓷電容器可以用于IC。
目前,據報道僅去耦和平滑濾波器應用占多層陶瓷電容器市場的約70%。其他典型應用包括高頻濾波器,阻抗匹配和溫度補償。 |